MENTOL
A. SUMBER MENTOL
Sintesis Mentol Dari
Sitronelal (Minyak Sereh Wangi)
Minyak
sereh wangi adalah salah satu minyak atsiri yang penting di Indonesia disamping
minyak atsiri lainnya seperti cengkeh, minyak nilam, dan minyak akar wangi.
Minyak sereh wangi merupakan jenis minyak atsiri yang dihasilkan oleh tanaman
sereh wangi (Andropogon nardus L.).
Sereh wangi memiliki dua tipe, yaitu tipe Ceylon (Srilanka) dan tipe Jawa. Tipe
ceylon hampir sebagian besar diproduksi di Pulau Srilanka, sedangkan tipe Jawa
diproduksi terutama di Pulau Jawa dan Formosa, dan belakangan diproduksi juga
di Amerika Tengah (Guatemala dan Honduras), dan Pulau Haiti. Jenis tanaman
sereh wangi yang menghasilkan produk dan mutu yang terbaik adalah jenis
”mahapegiri” yang ditanam di Pulau Jawa. Jenis tanaman ini mengandung 80-97
persen total geraniol dan 30-45 persen sitronelal. Sedangkan jenis ”leanbau”
dari Ceylon hanya mengandung 55-65 persen total geraniol (Guenther, 1990).
Minyak
sereh dihasilkan dengan cara menyuling daun sereh wangi yang mengandung kurang
dari 0.5 – 1.2 persen minyak. Bahan kimia yang terpenting dalam minyak sereh
wangi adalah persenyawaan aldehid dengan nama sitronelal dan persenyawaan
alkohol yang disebut geraniol. Kadar sitronelal dan geraniol sangat menentukan
mutu minyak sereh wangi. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dan mutu
minyak sereh wangi antara lain: keadaan tanah, iklim, tinggi daerah dari
permukaan laut, dan keadaan daun sebelum disuling (Ketaren, 1985). Ekspor citronella tahun 2002 mencapai
173.294 ton dengan nilai US $ 1150.393 dengan negara tujuan Eropa, Amerika,
Jepang, India, Taiwan, Singapura dan Timur Tengah (Wahyuni, 2003). Minyak yang
kurang memenuhi persyaratan ekspor dijual di pasar domestik sebagai bahan baku
industri sabun, pasta gigi dan obat-obatan.
Mentol
merupakan salah satu senyawa minyak atsiri yang banyak digunakan secara luas
pada bidang obat-obatan, kosmetik, dan produk-produk lainnya (Kleeman dan
Engel, 1987). Mentol terbentuk melalui hasil hidrogenasi isopulegol menggunakan
bantuan katalis, yang mana isopulegol merupakan hasil dari proses siklisasi
minyak sitornelal (Misono dan Noijri, 1990). Milone, et.al.(1999) menjelaskan
bahwa proses pembentukan mentol dari sitronela terjadi melalui dua tahap, yakni
siklisasi dan hidrogenasi. Proses siklisasi terjadi saat pembentukan isopulegol
dari sitronela pada kondisi asam. Sedangkan, proses hidrogenasi terjadi saat
perubahan isopulegol menjadi mentol.
B.
PROSES
SINTESA MENTOL DARI SITRONELAL
Mentol merupakan suatu senyawa yang sudah banyak digunakan sejak
zaman dahulu, baik di bidang farmasi, kosmetik, maupun makanan. Menurut Eccles
(1994), mentol dapat dihasilkan secara sintesa organik maupun dari tanaman Mentha
arvensis. Salah satu sintesa mentol secara sintesa organik, mentol dapat
dihasilkan dari sitronelal. Sitronelal
merupakan salah satu komponen yang terdapat pada minyak sereh. Sitronelal yang
digunakan untuk sintesa mentol merupakan sitronelal yang telah melalui proses
fraksionasi.
Proses sintesa mentol dari
sitronelal, secara umum dilakukan melalui dua tahap proses, yaitu proses
siklisasi dan proses hidrogenasi. Sintesa mentol dari sitronelal secara umum
melalui proses isomerisasi sitronelal menjadi isopulegol yang memiliki struktur
alkohol siklik dengan bantuan katalis asam. Selanjutnya, alkohol tidak jenuh
yang terdapat pada struktur isopulegol dihidrogenasi menjadi alkohol jenuh. Hasil hidrogenasi ini yang disebut
dengan mentol ( Kleemann et.al 1987 dan Misono dan Noijri 1990). Menurut proses yang dilakukan Tagasako
International Corporation, proses isomerisasi sitronelal menjadi isopulegol
dilakukan dengan menggunakan katalis ZnBr2 dan didapatkan isopulegol yang
terbentuk sebesar 92 persen (Misono dan Noijri 1990). Proses yang dilakukan
Tagasako menggunakan katalis homogen, hal ini membutuhkan peralatan yang mahal
untuk memisahkan antara katalis dan produk serta katalis yang digunakan tidak
dapat didaur ulang untuk digunakan kembali.
Pada beberapa literatur, menjelaskan proses isomerisasi sitronelal
menjadi isopulegol menggunakan katalis heterogen bahkan pada penelitian Milone et.al
(2000) menjelaskan bahwa proses sintesa mentol dapat disintesa langsung
dari sitronelal dengan menggunakan katalis asam yang dikombinasikan dengan ruthenium
sebagai pendukung katalis asam.
Penggunaan silika yang
dikombinasikan dengan ruthenium menghasilkan konversi sitronelal sebesar 100
persen dan mentol yang terbentuk sebesar 80 persen, tetapi menghasilkan produk
sampingan dari proses hidrogenasi berupa 3,7-dimetiloktanol. Corma et.al
(2004) menambahkan bahwa proses sintesa mentol secara langsung dengan
menggabungkan katalis untuk reaksi siklisasi dengan katalis untuk reaksi
hidrogenasi atau yang dikenal dengan sintesa mentol sistem satu reaktor yang merupakan
suatu proses yang dapat mengurangi biaya produksi yang mahal jika menggunakan
sistem dua reaktor seperti yang telah lazim digunakan pada proses industri.
Pada proses industri, isopulegol yang dihasilkan dari proses siklisasi harus
dikristalkan terlebih dahulu sebelum dihidrogenasi dan setelah dihasilkan
mentol diperlukan proses untuk memisahkan antara mentol dengan katalis
E. KATALIS
Pada proses sintesa mentol dari sitronelal melalui sistem
satu-reaktor, katalis mempunyai peranan yang penting. Katalis pada prinsipnya
berfungsi untuk meningkatkan selektifitas dan aktifitas. Katalis yang digunakan
pada penelitian ini merupakan katalis heterogen dan berbentuk powder.
Penggunaan katalis heterogen dikarenakan katalis heterogen memiliki beberapa
macam kelebihan, antara lain mudah dipisahkan dari reaktan, proses preparasi
dan kontrol katalis yang mudah, dan kualitas produk yang dihasilkan pun baik
(Richardson, 1989). Hal yang perlu
diperhatikan pada katalis adalah aktivitas, selektifitas, dan umur katalis
(Twiga, 1996). Pada katalis heterogen, tahapan proses yang terjadi antara
reaktan dengan katalis padatan adalah difusi reaktan ke permukaan katalis,
reaksi antara reaktan dengan permukaan katalis, dan yang terakhir adalah difusi
produk keluar dari permukaan katalis (Augustine, 1995). Katalis merupakan sejumlah kecil materi yang
ditambahkan kepada suatu reaksi kimia yang berjalan sangat lambat dengan tujuan
agar reaksi tersebut dapat berjalan lebih cepat dan dicapai suatu keadaan
setimbang. Selain itu, katalis juga mempunyai fungsi untuk menurunkan energi
aktivasi yang menyebabkan laju reaksi semakin cepat (Othmer, 1979).
1. Bentonit
Bentonit merupakan lempung mineral yang mengandung montmorillonit sebagai komponen utamanya.
Berdasarkan jenis ion penukarnya, bentonit dibedakan menjadi dua jenis, yaitu
jenis sodium yang mengandung ion penukar Na2+
dan jenis kalsium yang mengandung ion penukar Ca(Hasan et.al,
1998). Rumus kimia montmorillonit adalah [(Mg,Ca) O. Al2O3. 5 SiO. nH2O],
dimana nilai n : ± 8. Activated clay merupakan lempung yang pada keadaan
awal kurang memiliki daya pemucat,
tetapi daya pemucatnya dapat ditentukan dengan jalan pengolahan dan pemanasan
sebelum lempung itu dipergunakan didalam proses pemucat warna (Davis and
Messer, 1929)
2. Titania Dioksida
Titania dioksida merupakan
katalis yang berbentuk kristal tetragonal. Titania terdapat dalam tiga
modifikasi kristalin, yaitu anatas, rutil, dan brookit. Angatas dan rutil
umumnya digunakan sebagai adsorben, pigmen, dan katalis. Luas pemukaan titania
anatas dan rutil berkisar antara 5-100 m/g. Anatas dan rutil berbentuk kisi
tetragonal, sementara brookit berbentuk ortorombik. Unit struktural ketiga
bentuk tersebut adalah oktahedron TiO6, perbedaan ketiga kristal tersebut
terletak pada perbedaan penyusunan pada struktur oktahedronnya. Titanium juga
berada pada valensi 3+ dan 2+ dan perlakuan titania dibawah kondisi reduksi
menyebabkan pembentukan fasa oksida nonstoikiometri (Foger, 1984). Beberapa sifat dari logam titanium yaitu
logamnya memiliki kemiripan sifat dengan logam besi dan nikel, keras, tahan
panas (1680 0C3260 C), penghantar panas dan listrik yang baik, tahan terhadap
korosi sehingga banyak digunakan untuk mesin turbin, industri kimia, dan
peralatan laut. Meskipun unsur yang tidak reaktif, TiO2 dapat bereaksi dengan
unsur-unsur non logam seperti hidrogen, halogen, oksigen, nitrogen, karbon,
boron, silikon, dan sulfur pada suhu tertentu. Sifat dari senyawa titanium
oksida yaitu sangat stabil dan tahan panas (kimiaunsur_e-learning.com, 2008).
Penemuan titania sulfat sangat efisien untuk reaksi isomerisasi, alkilasi,
asilasi Friedel-Crafts, esterifikasi, oksidasi fotokatalitik, dan reduksi
senyawa Nox (Bokhimi dan Morales, 2003).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar